[發明專利]緊湊的廣角聲換能器

在審

• 申請號: 201780007675.0
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN108701450A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 托馬斯·沃納·海思;克勞斯-迪特爾·歐遲;特朗·棟·隆
• 申請（專利權）人: GWF測量系統有限公司
• 主分類號: G10K11/20
• 分類號: G10K11/20
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

用于發射和接收聲波的換能器，該換能器的操作方法和生產方法。該換能器包括形成腔的殼。該殼包括激發面和發射面，該發射面被布置在該激發面的對面。換能器元件被提供在該激發面處，并且聲擴散器被提供在該殼的發射面處，其中該聲擴散器的擴散結構面對該腔。

技術領域

本說明書涉及聲換能器(acoustic transducer)，該聲換能器通過使用擴散的內部反射用于生成廣角的擴展壓力分布。

背景技術

US 4,156,863公開了一種廣角的寬帶寬的換能器，其通過提供多個換能器元件的矩陣將聲信號發射到一個寬的區域，所述多個換能器元件的矩陣沿彎曲表面徑向向外指向。相比之下，根據本說明書所述的廣角換能器使用一個或多個提供在殼的腔內的聲擴散器。

發明內容

本說明書公開了用于發射和接收聲波的換能器。該換能器也稱為“廣角換能器(wide angle transducer)”。特別地，由該換能器發射和接收的聲波可以是被傳送通過流體的超聲波，該流體穿過封閉的或敞開的流體管道。

該換能器包括殼，該殼圍成腔。換句話說，該殼形成或界定了腔。該殼的腔包括填充料，例如液體或凝膠、環氧樹脂材料(epoxy material)或其他塑料。該填充料提供來自和到達該殼的這些面的耦合(a coupling from and to the surfaces of the casing)。特別地，該填料可以基本上完全填滿該空腔的內部空間。該空腔的內部空間是由該腔和突出進入該腔的任何元件界定。簡言之，該腔的內部空間也稱為腔，其中該意思從上下文顯而易見，或稱為“聲腔”。

如果該填料或傳送介質是由液體或凝膠提供的，該殼可被制成不透水或不透液體以保證沒有空氣會被滯留或凝膠會滲漏。該廣角換能器的殼包括激發面(excitationsurface)和布置在該激發面對面的發射面(emitting surface)。特別地，該激發面和該發射面可被提供為平行于彼此，并且位于該殼的相反端。

但是，該發射面也可以相對該激發面傾斜。此外，該激發面和該發射面可提供為平的面。在其他實施方案中，該發射面或該激發面可以是彎曲的，例如，與圓管道的形狀一致。

特別地，該激發面或該發射面的外部部分可被提供為平的面或為彎曲的面。該殼的內部空間(其中提供有一個或多個擴散器)可具有容易制造的特別簡單的形狀，比如長方體或圓柱體，特別是圓筒。長方體特別適合將具有矩形底面的擴散器安裝到該殼內。在一個實施方案中，該殼具有長方體形狀，并且該發射面和該激發面被提供為該長方體的相對面。

舉例來說，該殼可由塑料制成或它也可由金屬材料制成。該換能器包括至少一個超聲換能器元件，其被結合到該殼的激發面或被提供在殼的激發面處。例如，該換能器元件可被插入穿過該激發面和/或它可被焊接、錫焊或粘到該激發面上。舉例來說，該換能器元件(transducer element)或該這些換能器元件(transducer elements)可以通過壓合或通過形狀配合(form fit)與該激發面連接。該換能器元件或該這些換能器元件從該殼的外部可訪問并且可與電纜連接用于向該換能器元件或該這些換能器元件提供激發信號或用于傳送接收的信號。

聲擴散器被提供在該殼的反射面處。該聲擴散器的擴散結構面對該腔。換句話說，該擴散結構突出進入該腔界定的內部空間。

為了更好地擴散該腔內的聲波，可提供第二擴散器。特別地，該第二擴散器可被提供在該第一擴散器的對面并且使得該第二聲擴散器的擴散結構面對該第一聲擴散器的擴散結構。該這些擴散結構彼此面對或朝向彼此指向，從這個角度來說該這些擴散器結構之間存在視線。